FUNZIONI ESECUTIVE E RIABILITAZIONE IN ETA EVOLUTIVA 23 e 24 maggio 2014 Eva Benso Lara Masoero Caterina Pacilli
ocosa sono le funzioni esecutive ocenni di neuroanatomia omodelli neuropsicologici di riferimento olo sviluppo delle funzioni esecutive ofunzioni esecutive e disturbi dello sviluppo ostrumenti di valutazione
Cosa sono le funzioni esecutive?
FUNZIONI ESECUTIVE DEFINIZIONE?! Identificate generalmente da un complesso sistema di processi cognitivi flessibili e necessari a programmare, mettere in atto e portare a termine con successo un comportamento finalizzato ad uno scopo. L insieme di quei processi psicologici coinvolti nel controllo volontario di pensieri e azioni (Zelazo & Müller,2002). Processi cognitivi alla base di risposte flessibili e finalizzate al raggiungimento di uno scopo in situazioni nuove o difficili (Shallice e Burgess, 1991).
Welsh e Pennington (1988) hanno identificato tre elementi per loro fondamentali nel definire le funzioni esecutive: rappresentazione mentale del compito, dell obiettivo da raggiungere e delle informazioni rilevanti, sforzo di inibire o rimandare nel tempo una risposta impulsiva e pianificazione strategica di una sequenza di azioni da svolgere. Il termine FE si riferisce a un insieme di abilità che consente il controllo volontario dei processi cognitivi e del comportamento (Lehto, 1996; Pennington & Ozonoff, 1996; Tagliabue et al., 1998; Stablum, 1998).
In letteratura esistono molte definizioni differenti: Ad oggi, non c è ancora un accordo unanime sul costrutto e di conseguenza non esiste una definizione unanime del termine!
Le FE vanno considerate come un insieme di processi di controllo volontario indipendenti ma in interazione tra loro (Allport et al., 1994; Lehto, 1996; Shallice e Burgess, 1993) Tuttavia non esiste ancora accordo unanime sull organizzazione delle F.E.
QUANDO SONO COINVOLTE LE F.E? Apprendimento di nuove azioni Azioni che implicano pianificazione e processi decisionali Azioni in cui è necessario correggere gli errori Comportamenti nuovi che richiedono l esecuzione di una nuova sequenza di azioni Azioni difficili o pericolose Attività in cui è necessario un costante monitoraggio del proprio comportamento Azioni in cui in cui bisogna superare forti risposte abituali NO AUTOMATISMO!!
IN GENERALE POSSIAMO DIRE CHE. Processi necessari a programmare, mettere in atto e portare a termine con successo un comportamento finalizzato ad uno scopo Scopo = carica emotiva e motivazionale Sistema attentivo agisce sui processi sensoriali di input; sistema di controllo esecutivo agisce sul comportamento (output) Con il termine funzioni esecutive indichiamo molteplici domini interrelati tra loro! Per chiarezza espositiva parleremo di una f.e. piuttosto che di un altra
AVVIO
QUALI SONO? Avvio capacità di richiamare le risorse necessarie ad iniziare una qualsiasi azione. Volontario Decido di fare Risposta riflessa uno stimolo mi avvia automaticamente Semi-automatico Decido di avviarmi prima che uno stimolo appaia Si realizza indipendentemente da sollecitazioni esterne (volontà). E coinvolto nei compiti di shifting.
ALLERTA
QUALI SONO? Allerta fasico Intervallo di preparazione breve ma intenso! che predispone ad effettuare un adeguata risposta ( pronti?...via! ) Allerta tonico Attenzione sostenuta
ATTENZIONE SOSTENUTA
QUALI SONO? Attenzione selettiva Processo attraverso il quale riusciamo a selezionare gli stimoli rilevanti per un dato compito
Shifting Capacità di spostare l attenzione fra compiti o fra componenti diverse all interno di uno stesso compito
QUALI SONO? Il sistema attentivo può essere attivato da Stimoli esterni (bottom up) Catturano l attenzione ma non la sollecitano né rinforzano Stimoli interni (top down) Attenzione attivata volontariamente Scelgo quanto quando e dove porla Karmiloff-Smith, 1992 padronanza comportamentale : le f. più complesse possono svilupparsi solo se quelle di base sono consolidate
FLESSIBILITA COGNITIVA
QUALI SONO? Flessibilità cognitiva Processi cognitivi che consentono di cambiare schema comportamentale in base ad un feedback ricevuto: controllare le perseverazioni cambiare rapidamente la risposta in base ad uno stimolo esterno
MEMORIA DI LAVORO
QUALI SONO? Memoria di lavoro e inibizione sistema multi-componenziale che immagazzina in modo temporaneo una limitata quantità di informazioni. o Updating aggiornamento e controllo (manipolazione) dei dati contenuti in WM o Scarto le informazioni irrilevanti per lasciare spazio a quelli rilevanti, step in compiti sequenziali
Controllo inibitorio capacità di controllare l interferenza di stimoli irrilevanti al fine di perseguire l obiettivo prefissato Inibizione delle risposte conflittuali Es: Schiacciare il tasto dx se la freccia indica sx, dire nero se la carta è rossa e viceversa (cond. Stroop) Inibizione delle risposte in corso Es: Frenare al comparire improvviso del semaforo giallo Gestione dell interferenza!!!!!
PIANIFICAZIONE
QUALI SONO? Pianificazione: di una sequenza di compiti per il raggiungimento di un determinato scopo prevedere l obiettivo da raggiungere, scomporre l azione in step intermedi, mantenere tali step in memoria di lavoro, monitorare l esecuzione del compito rispetto all obiettivo prefissato esempi di compiti: Torre di Hanoi, Zoo Map (BADS-C), Test di Pianificazione Quotidiana (Schweiger & Marzocchi, 2008), fare la cartella, preparare una torta
Da Benso rif
Difficoltà nel mantenere l attenzione (specie in compiti noiosi/frustranti) Incapacità ricordare i luoghi e i tempi degli eventi accaduti o di imparare dall esperienza Grande distraibilità Procrastinazione e/o difficoltà ad intraprendere compiti nuovi o impegnativi Difficoltà nell eseguire più compiti contemporaneamente Ipoattivazione Perdita della cognizione del tempo, lentezza cronica Difficoltà nello stabilire Priorità e rispettare i tempi COMPORTAMENTI OSSERVATI IN BAMBINI CON DEFICIT DELLE FUNZIONI ESECUTIVE Noncuranza, disorganizzazione Difficoltà nel controllare le risposte automatiche Marcata altalenanza nelle prestazioni accademiche Sbadataggine Difficoltà nel passare da un attività all altra Difficoltà nella regolazione degli stati emotivi, impazienza, scarsa tolleranza della frustrazione Scarsa consapevolezza dei sentimenti altrui e delle convenienze sociali Ipercinesi, marcata loquacità
Cenni di neuroanatomia
Le funzioni esecutive erano in precedenza nominate funzioni frontali per via della loro localizzazione
Aree Dorsolaterali Prefrontali sono associate a Pianificazione, Organizzazione temporale di comportamenti, Ragionamento concettuale Aree Orbitali Prefrontali sono associate a Inibizione, Controllo Emotivo, Iniziativa
Giro Cingolato Anteriore coinvolto in automonitoraggio Il giro del cingolo è parte del sistema limbico (parte arcaica del nostro cervello): elabora le EMOZIONI e comportamenti correlati alla sopravvivenza della specie
Nelle aree cerebrali c è un continuo bilanciamento tra cognitivo ed emotivo che permette l autoregolazione. In questo circuito sono implicati l amigdala che risulta un centro emotivo e l ippocampo area fondamentale per la codifica e il recupero delle tracce di memoria.
Modelli neuropsicologici di riferimento
MOLTI MODELLI HANNO DESCRITTO LE F.E. Modelli unitari: descrivono le f.e. come costrutto unitario Modelli frazionati: descrivono le f.e. come diverse componenti differenti ma interrelate tra loro Modelli sequenziali: f.e. descritte in funzione della modalità con cui contribuiscono al superamento di un compito complesso Modello del continuum: multicomponenziale (Benso 2007)
MODELLI UNITARI Il S.A.S (Shallice e Norman, 1986): sistema di controllo delle operazioni cognitive, disloca selettivamente l attenzione su un processo a spese di un altro. Sas: Pianificazione e presa di decisioni, correzione di un errore, risposta nuova o comportamento non bene appreso, evitamento risposte abituali
MODELLI UNITARI L esecutivo Centrale (Baddeley, 1974,2000, 2002, 2006): sistema di controllo che opera sui dati provenienti dai due sottosistemi, integra le informazioni con quelle contenute in MLT.
Esecutivo centrale Loop fonologico Buffer episodico Taccuino visuo spaziale
Esecutivo centrale Esclude stimoli irrilevanti (Attenzione selettiva) Flessibilità cognitiva Recupero temporaneo di informazioni contenute in MLT Meno impegnato in situazioni automatizzate Permette di automatizzare azioni nuove Ripartisce risorse attentive (attenzione divisa)
MODELLI UNITARI Modello di Moscovitch e Umiltà ( 1990): il Processore Centrale controlla le operazioni cognitive
MODELLI UNITARI Processore Centrale, Sistema Esecutivo, Sistema Attentivo Supervisore (SAS) sono, di fatto, sistemi sovrapponibili!
MODELLI FRAZIONATI Modello fattoriale di Welsh (1991) : identifica 3 fattori: Rapidità della risposta: attenzione selettiva 6 anni Generazione di ipotesi e controllo dell impulsività: flessibilità cognitiva 10 anni Pianificazione: programmare strategie utili alla all esecuzione di un compito - adolescenza
MODELLI FRAZIONATI Modello di Levin (1991) : identifica 3 fattori: Controllo delle perseverazioni: flessibilità cognitiva Formazione dei concetti: flessibilità mentale e apprendimento verbale Pianificazione: decisione strategica
MODELLI FRAZIONATI Modello di Lezak (1995): comprende 4 ampi domini: Volizione (decisione consapevole di mettere in atto un azione; danni a questo livello si traducono nell incapacità di dare inizio ad attività) Pianificazione: sequenza di step che garantisca la risoluzione di un problema Intenzione ad agire: flessibilità che mi permette di cambiare la mia azione se il feedback è negativo Azione o NO MEMORIA DI LAVORO!
MODELLI FRAZIONATI Modello di Roberts e Pennington (1996): interazione tra memoria di lavoro e inibizione WM e inibizione sono quindi funzioni indipendenti ma funzionalmente in interazione o Modello dell autoregolazione di Barkley (1997): f.e. indispensabili per l autoregolazione capacità di esercitare un controllo sul comportamento ( importanza del controllo inibitorio)
MODELLI FRAZIONATI Modello di Miyake (2000): shifting, WM: updating, inibizione come processi basilari differenti ma interrelati. Sistema del controllo esecutivo (Anderson, 2002): modello che parte da analisi statistica degli studi presenti in letteratura e individua le f.e. maggiormente citate ed individuate: pianificazione, attenzione selettiva, controllo degli impulsi, ragionamento concettuale, flessibilità, WM, fluenza verbale. Partendo da questa analisi, gli autori concettualizzano le f.e. come sistema di controllo globale che comprende 4 grandi domini indipendenti ma altamente integrati
Modello di Anderson 2002: il controllo attentivo influisce sugli altri domini, i quali comunicano tra loro ma sono indipendenti
MODELLI SEQUENZIALI Le f.e. sono descritte in funzione della modalità con cui contribuiscono alla risoluzione di problemi o al superamento di un compito complesso. Modelli economici ed ECOLOGICI Modello del problem solving di Zelazo (1997): rappresentazione del problema pianificazione (selezione di azioni in sequenza) esecuzione (intenzione e uso delle regole) valutazione (l outcome è stato raggiunto?)
MODELLI SEQUENZIALI Modello di Burgess e collaboratori( 2000): descrivono le f.e. come processi sequenziali durante compiti complessi: apprendimento regole del compito, pianificazione, esecuzione, coerenza tra pianificazione ed esecuzione, rievocazione della qualità dell esecuzione al fine di intervenire con opportune correzioni. Coinvolgimento della memoria retrospettiva e prospettica.
MODELLO DEL CONTINUUM BENSO 2007
Processore centrale: controllo attentivo passaggio continuo involontario di energia tra il modulo e sistemi centrali Emozioni e motivazioni vanno ad influire su involontario e volontario
IN SINTESI.. Evoluzione dei modelli La vastità dei modelli complessità delle f.e!
Lo sviluppo delle funzioni esecutive
Lo sviluppo delle f.e. è strettamente legato ai cambiamenti a carico delle strutture cerebrali corticali e sottocorticali che si suppone fungano da substrato neurale di tali abilità. Gli studi effettuati negli anni non sono in grado di darci una posizione univoca in merito alle traiettorie di sviluppo delle f.e; tuttavia i vari studi hanno identificato delle linee comuni
PERIODO NEONATALE 12 settimane: il bambino conserva in memoria la struttura comportamentale di un evento che lo ha visto protagonista per utilizzarlo in un secondo momento in situazioni analoghe 7/8 mesi: visibili primi segni di memoria di lavoro e controllo inibitorio
PERIODO PRESCOLARE Tra i 3 e 5 anni: aumento del controllo inibitorio 4/5 anni: comparsa controllo attentivo, aumento flessibilità cognitiva e formulazione di strategie, 5 anni: incremento delle abilità di WM Emergono comportamenti finalizzati agli obiettivi e la capacità di pianificare Prendere decisioni in situazioni in cui entrano in gioco gratificazioni e punizioni
PERIODO SCOLARE 8/10 anni: flessibilità cognitiva (come negli adulti) 8/11 anni: controllo inibitorio, vigilanza, attenzione sostenuta 9/12 anni: WM quantità ed efficienza e maggior capacità di resistere alle interferenze esterne ed interne Dai 12 anni: pianificazione Miglioramento delle capacità di metter in atto comportamenti finalizzati al raggiungimento di uno scopo
ADOLESCENZA I cambiamenti in questo periodo fanno fronte alle nuove richieste ambientali e sociali; crescente senso di indipendenza, di responsabilità e consapevolezza sociale. Miglioramento del controllo attenzionale e della velocità di processamento, livelli maturi di controllo inibitorio 16/19 anni: ulteriore progresso a livello di WM, pianificazione strategica e problem solving.
ETA ADULTA E ANZIANO 20/29 anni: WM, pianificazione strategica, problem solving, messa in atto di comportamenti finalizzati ad uno scopo raggiungono livelli superiori di funzionamento. Con l invecchiamento si osserva un graduale deterioramento (la degenerazione cerebrale ha inizio dalla terza decade!!!)
ETA ADULTA E ANZIANO 30/49 anni: riduzione delle competenze di immagazzinamento e gestione delle sequenze temporali delle informazioni 50/60 anni: peggioramento nella generazione di concetti, pianificazione e shifting Dai 64 anni: progressiva compromissione delle competenze mnestiche, perdita delle informazioni
Le F.E. nei disturbi dello sviluppo alcune ricerche ci dicono che
ADHD DSA DOP E DC RICERCHE AUTISMO PRETERMINE FENILCHETONURIA SINDROME DI TOURETTE
ADHD (DEFICIT DI ATTENZIONE E IPERATTIVITA ) Alti livelli di disattenzione, iperattività e impulsività non appropriati rispetto alla fase di sviluppo in cui il soggetto si trova. Alcuni dei sintomi principali devono avere esordio prima dei 7 anni e manifestarsi in almeno due diversi contesti di vita. Può essere differenziato in: sottotipo inattento, sottotipo iperattivo e impulsivo o entrambi
ADHD (DEFICIT DI ATTENZIONE E IPERATTIVITA ) Compromissione a livello di competenze inibitorie, pianificazione e flessibilità cognitiva (pennington e Ozonoff 1996) Willcutt e collaboratori- 2005- comparano otto ricerche: compromissione a livello di memoria di lavoro visuo spaziale, pianificazione, capacità di inibizione di una risposta preponderante o automatica, attenzione selettiva e sostenuta MENTRE RISULTA NON PROBLEMATICA L ABILITA DI CONTROLLO DELLE INTERFERENZE (stroop) No ricerche sulle differenze tra sottotipi
DISTURBO OPPOSITIVO PROVICATORIO (DOP), DISTURBO DELLE CONDOTTA (DC) E COMPORTAMENTI ANTISOCIALI DOP: modalità di comportamento negativo, ostile e provocatorio; frequenti scatti d ira, sfidano e/o litigano frequentemente con adulti e/o pari, rabbiosi e rancorosi. DC: variante più estesa e severa del DOP. Modalità di comportamento ripetitivo e persistente in cui i diritti fondamentali degli altri oppure le norma o le regole sociali appropriate vengono violate.
DISTURBO OPPOSITIVO PROVICATORIO (DOP), DISTURBO DELLE CONDOTTA (DC) E COMPORTAMENTI ANTISOCIALI Molte ricerche non identificano danni esecutivi come peculiari per Dop e Dc (Broocki e collab- 2007- Clarck- 2000- Mc Burnett e Lahey 1995- Moffit e Henry 1989- Nigg- 1998) In particolare le competenze mnestiche e inibitorie sembrano essere preservate. Altre ricerche (Gianicola e collab- 1994-1998) mettono in evidenza una problematica esecutiva (inibizione, controllo esecutivo e flessibilità cognitiva) Ad oggi non si possiedono dati sufficienti: la domanda resta aperta!
AUTISMO Disordine evolutivo caratterizzato da compromissione abilità sociali e di comunicazione, comportamenti ripetitivi e interessi limitati e circoscritti. Soggetti con profilo molto eterogeneo : ostacoli a livello di ricerca.
AUTISMO Lo studio del funzionamento esecutivo in soggetti autistici inizia negli anni 40 : stimulus overselectivity = tendenza a rispondere in modo selettivo ad una determinata tipologia di stimoli ambientali (Kanner 1943- Scheerer e collab 1945- Hermelin e collab- 1970- Frith- 1972- Boucher 1977- Lovass- 1979); risposte perseverative e uso rigido delle regole, limiti nella flessibilità mentale (facilmente osservabile nelle stereotipie e nelle perseverazioni) Il WCST misura bene la compromissione esecutiva nei sogg. Autistici ( Nelson- 1976- Ozonoff- 1994-1997 Huges- 1994- Shu e collab- 2001)
AUTISMO Altri studi hanno riscontrato cadute a livello di pianificazione (con Tol o torre di Hanoi- Prior e Hoffman 1985- Ozonoff 1991-1994), inibizione ( con Go- No Go- Ozonoff- 1994- ) Mancano dati risolutivi in merito alla WM
SINDROME DI TOURETTE Disordine neuropsicologico diagnosticato durante l infanzia e la prima adolescenza Presenza di tic motori multipli e di uno o più tic vocali/verbali che perdurano per anni Tic variano per numero, frequenza, e severità nel tempo Può essere in comorbilità con disturbi ansiosi, ossessivi-compulsivi, depressivi, del sonno, dell attenzione e dell iperattività Cambiamenti strutturali ai gangli della base?
SINDROME DI TOURETTE I lavori pubblicati fino al 1996: dati contradditori; molti studi escludono una compromissione di tipo esecutivo MA Eventuali comorbilità con ADHD lieve compromissione a livello di WM visuo spaziale (Crawford- 2005- Goudriaan- 2006-) Pianificazione: OK! (Goudriaan 2006- Ozonoff e Jensen 1999) Shifting: OK! (Chang 2006- Channon- 2003 e 2006- Shuterland- 1982- Cirino- 2000- Ozonoff e Jensen- 1999) Inibizione risposte motorie: dati contrastanti Roessner e collab (2008) e Ozonoff (1994) pz senza tali difficoltà MENTRE Muller e collab (2003) rilevano cadute!
BAMBINI NATI PRETERMINE Prima della 32 settimana Conseguenze: disabilità neuromotorie, sensoriali, cognitive, dell apprendimento e del comportamento Disturbi a carico del sistema esecutivo (Anderson e Doyle, 2004): difficoltà nell aspettare il proprio turno, nel restare seduti a lungo, nel seguire le istruzioni date In letteratura pochi lavori e con diverse metodologie: difficile trarre conclusioni definitive!
BAMBINI NATI PRETERMINE Mulder e collaboratori (2009) esaminano lavori tra il 1990 e 2008 e riscontrano: cadute in WM (in particolare spaziale); Dati su flessibilità cognitiva sono contrastanti (influenzati dalla tipologia di prova) Cadute a livello di inibizione motoria Peso alla nascita= impulsività (con il trascorrere degli anni il deficit si attenua fino ad estinguersi Elgen- 2004-) Difficoltà di pianificazione : difficoltà ad ideare un piano, definire scopi a breve, medio e lungo termine, difficoltà nell organizzazione delle risorse temporali e spaziali
BAMBINI NATI PRETERMINE IN SINTESI: le differenze ottenute sono influenzate da età di valutazione, entità della nascita pretermine, tipologie di prove, complicazioni prenatali MA lo studio conferma comunque che le F.E. sono nodi critici per i bimbi nati pretermine!
FENILCHETONURIA Patologia metabolica: incapacità ad assorbire e metabolizzare fenilalanina (aminoacido). Alti livelli di fenilalanina: incidono negativamente su sviluppo cerebrale! Adeguato intervento alimentare può arginare lo sviluppo di un ritardo mentale Problemi attentivi, visuo-spaziali, di organizzazione e pianificazione, di articolazione del linguaggio, di problem solving.
Poche ricerche FENILCHETONURIA Profilo esecutivo deficitario, cadute in WM e inibizione (Smith e collaboratori, 2000)
DSA Disfuzioni metaboliche del SNC Difficoltà nell acquisizione o automatizzazione di una o più abilità scolastiche con QI in norma e senza deficit sensoriali Dislessia, discalculia, disgrafia, disortografia
DSA Studi principalmente con soggetti con dislessia Cadute in WM e inibizione (Semrud- Clikeman- 2008) Le cadute a livello di F.E ci sono ma di grado lieve (Pennington- 1993) WM verbale e fluenza (Willcutt- 2001-2005- Bental e Tiroch 2007-) Flessibilità cognitiva e fluenza verbale (Mazzocchi- 2008-)
Strumenti di valutazione
LE F.E SONO STRETTAMENTE CORRELATE TRA LORO! Difficoltà di valutazione delle FE Si valuta un costrutto prevalente con una data prova! La valutazione indiretta: questionari e osservazioni La valutazione diretta: l uso dei test
LIMITI METODOLOGICI DEGLI STRUMENTI Alcuni soggetti vanno bene ai test ma hanno problemi nella vita quotidiana Il rapporto 1-1 nella situazione di testing non è ecologico I test sono troppo strutturati e semplificati rispetto alle situazioni della vita quotidiana I test per i bambini sono adattamenti di quelli per adulti
TEST: ATTENZIONE SELETTIVA E SOSTENUTA Prove di cancellazione TAU: test attenzione uditiva (BVN) \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \
TEST: FLESSIBILITA COGNITIVA Wisconsin card sorting test (WCST) Dimensional Change Card Sort Five points Test TMT Fluenza verbale
BVS- Corsi TEST: WORKING MEMORY Span cifre indietro (BVN) Alpha Span gatto topo pipa mare: metti in ordine alfabetico Pasat Segmentazione e fusione (CMF)
TEST: INIBIZIONE E CONTROLLO DELL INTERFERENZA Test di Stroop ROSSO ROSSO Go No-Go task (Test delle ranette- BIA) Day Night Stroop MF (BIA) Stroop numerico (BIA) CAF (BIA) Flanker Navon H H HHHH HH H HH H H H
TEST: PIANIFICAZIONE TPQ TOL Labirinti (WISC III) Figura di Rey
GRAZIE PER.L ATTENZIONE!